专利名称：浮石负载羟基氧化锌的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种浮石负载金属羟基氧化物的制备方法。
背景技术：
羟基氧化锌作为催化剂已成功的应用于非均相催化臭氧氧化领域的实验室研究， 但羟基氧化锌溶于水后呈悬浊液状态，静置30min后基本无沉淀生成，难以与水分离，沉降 性能差，因此难以回收利用，容易造成处理后出水的二次污染，所以在工程实际中运用难度 较大。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有羟基氧化锌的存在难以与水分离、容易造成处理后 出水的二次污染、沉降性能差的问题，提供了一种浮石负载羟基氧化锌的制备方法。本发明浮石负载羟基氧化锌的制备方法如下一、将经过预处理的粒径为0. 6 0. 8mm的浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L 3. Omol/L的可溶性锌盐溶液中浸泡M 48h，得 混合液A ；二、将浓度为1. Omol/L 3. Omol/L的碱性溶液滴加到混合液A中，边滴加边搅 拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B ；三、调节悬浊液B的pH值为12 14，然后 静置沉淀30min，再在温度为30 60°C条件下活化处理12 Mh，得混合液C ；四、将混合 液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液的pH值为7. 0，然后在温度为30 60°C条件下干燥，即得浮石负载羟基氧化锌；其中步骤一中所述浮石为玄武岩质浮石或流 纹岩质浮石；步骤一中所述可溶性锌盐溶液为硝酸锌溶液、硫酸锌溶液、氯化锌溶液、碳酸 锌溶液或醋酸锌溶液；步骤二中碱性溶液为氨水、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙 溶液或氢氧化镁溶液；步骤一中所述的预处理是将粒径为0. 6 0. 8mm的浮石颗粒超声清 洗2次，每次10分钟，再用去离子水冲洗3次，然后在60°C的条件下烘干。本发明得到的浮石负载纳米羟基氧化锌颗粒晶形完整、均勻致密且粒径分布均 勻，沉降性能好，催化剂与载体结合紧密，很易与水分离的优点，并且本发明得到的浮石负 载羟基氧化锌能够促进臭氧分解生成羟基自由基，增加水体中自由基的生成速率和数量， 催化臭氧氧化比单独臭氧氧化对水中有机污染物的去除率提高了近40个百分点。浮石负 载羟基氧化锌作为催化臭氧分解生成羟基自由基的催化剂用于试验中具有催化去除有机 污染物活性强，自身稳定性高，易于回收利用，不产生二次污染等优点。本发明制备工艺简 单、易合成，成本低廉，可大规模的应用在污水处理工程中。本发明的浮石负载羟基氧化锌作为催化剂可加入水中后，可以30s内迅速完全沉 降，很好的解决了现有催化剂(羟基氧化锌)难于回收的问题。本发明的催化剂具有耐磨损、不易流失、催化活性高、使用寿命长、反应速度快、水 处理效果好、不会带来二次污染等优点，具有良好的市场前景。
图1是具体实施方式
二十中三组试验去除水中有机污染物对氯硝基苯的效果图， 图中“ ▲”表示投加臭氧和浮石负载羟基氧化锌的有机污染物去除率曲线，“· ”表示单独投 加臭氧的有机污染物去除率曲线，“ ”表示单独投加浮石负载羟基氧化锌吸附有机污染物 去除率曲线。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的 任意组合。
具体实施方式
一本实施方式中浮石负载羟基氧化锌的制备方法如下一、将经 过预处理的粒径为0. 6 0. 8mm的浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L 3. Omol/L的可溶性锌盐 溶液中浸泡M 48h，得混合液A ；二、将浓度为1. Omol/L 3. Omol/L的碱性溶液滴加到 混合液A中，边滴加边搅拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B ；三、调节悬浊液B的 pH值为12 14，然后静置沉淀30min，再在温度为30 60°C条件下活化处理12 Mh，得 混合液C ；四、将混合液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液的pH值为7. 0， 然后在温度为30 60°C条件下干燥，即得浮石负载羟基氧化锌；其中步骤一中所述浮石为 玄武岩质浮石或流纹岩质浮石；步骤一中所述可溶性锌盐溶液为硝酸锌溶液、硫酸锌溶液、 氯化锌溶液、碳酸锌溶液或醋酸锌溶液；步骤二中碱性溶液为氨水、氢氧化钠溶液、氢氧化 钾溶液、氢氧化钙溶液或氢氧化镁溶液。本实施方式得到的浮石负载纳米羟基氧化锌颗粒晶形完整、均勻致密且粒径分 布均勻，沉降性能好，催化剂与载体结合紧密，很易与水分离的优点，并且本发明得到的浮 石负载羟基氧化锌能够促进臭氧分解生成羟基自由基，增加水体中自由基的生成速率和数 量，催化臭氧氧化比单独臭氧氧化对水中有机污染物的去除率提高了近40个百分点。浮石 负载羟基氧化锌作为催化臭氧分解生成羟基自由基的催化剂用于试验中具有催化去除有 机污染物活性强，自身稳定性高，易于回收利用，不产生二次污染。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中所述的预处理 是将粒径为0. 6 0. 8mm的浮石颗粒超声清洗2次，每次10分钟，再用去离子水冲洗3次， 然后在60°C的条件下烘干。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中所述的可溶性 锌盐溶液的浓度为2. Omol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一或三不同的是步骤一中浸泡时间 为30 40h。其它与具体实施方式
一或三相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
四不同的是步骤二中碱性溶液的浓 度为1. 0 2. Omol/L。其它与具体实施方式
四相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是步骤二中搅拌 速率为100 300r/min。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一至六之一不同的是步骤三中调节 悬浊液B的pH为13。其它与具体实施方式
一至六之一相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一至七之一不同的是步骤三中温度为35 55°C。其它与具体实施方式
一至七之一相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
一至八之一不同的是步骤三中活化 处理时间为15 20h。其它与具体实施方式
一至八之一相同。
具体实施方式
十本实施方式中浮石负载羟基氧化锌的制备方法如下一、将经 过预处理的粒径为0. 6 0. 8mm的流纹岩质浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L 3. Omol/L的 硝酸锌溶液中浸泡M 48h，得混合液A ；二、将浓度为1. Omol/L 3. Omol/L的氢氧化钠 溶液滴加到混合液A中，边滴加边搅拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B ；三、调节 悬浊液B的pH值为12 14，然后静置沉淀30min，再在温度为30 60°C条件下活化处理 12 Mh，得混合液C ；四、将混合液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液的 PH值为7. 0，然后在温度为30 60°C条件下干燥，即得浮石负载羟基氧化锌。
具体实施方式
十一本实施方式中浮石负载羟基氧化锌的制备方法如下一、将 经过预处理的粒径为0. 6 0. 8mm的流纹岩质浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L 3. 0mol/L的 硫酸锌溶液中浸泡M 48h，得混合液A ；二、将浓度为1. 0mol/L 3. 0mol/L的氢氧化钾 溶液滴加到混合液A中，边滴加边搅拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B ；三、调节 悬浊液B的pH值为12 14，然后静置沉淀30min，再在温度为30 60°C条件下活化处理 12 Mh，得混合液C ；四、将混合液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液的 PH值为7. 0，然后在温度为30 60°C条件下干燥，即得浮石负载羟基氧化锌。
具体实施方式
十二 本实施方式中浮石负载羟基氧化锌的制备方法如下一、将 经过预处理的粒径为0. 6 0. 8mm的流纹岩质浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L 3. 0mol/L的 氯化锌溶液中浸泡M 48h，得混合液A ；二、将浓度为1. 0mol/L 3. 0mol/L的氢氧化钙 溶液滴加到混合液A中，边滴加边搅拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B ；三、调节 悬浊液B的pH值为12 14，然后静置沉淀30min，再在温度为30 60°C条件下活化处理 12 Mh，得混合液C ；四、将混合液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液的 PH值为7. 0，然后在温度为30 60°C条件下干燥，即得浮石负载羟基氧化锌。
具体实施方式
十三本实施方式中浮石负载羟基氧化锌的制备方法如下一、将 经过预处理的粒径为0. 6 0. 8mm的流纹岩质浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L 3. 0mol/L的 碳酸锌溶液中浸泡M 48h，得混合液A ；二、将浓度为1. 0mol/L 3. 0mol/L的氢氧化镁 溶液滴加到混合液A中，边滴加边搅拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B ；三、调节 悬浊液B的pH值为12 14，然后静置沉淀30min，再在温度为30 60°C条件下活化处理 12 Mh，得混合液C ；四、将混合液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液的 PH值为7. 0，然后在温度为30 60°C条件下干燥，即得浮石负载羟基氧化锌。
具体实施方式
十四本实施方式中浮石负载羟基氧化锌的制备方法如下一、将 经过预处理的粒径为0. 6 0. 8mm的流纹岩质浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L 3. 0mol/L的 醋酸锌溶液中浸泡M 48h，得混合液A ；二、将浓度为1. 0mol/L 3. 0mol/L的氢氧化镁 溶液滴加到混合液A中，边滴加边搅拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B ；三、调节 悬浊液B的pH值为12 14，然后静置沉淀30min，再在温度为30 60°C条件下活化处理 12 Mh，得混合液C ；四、将混合液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液的 PH值为7. 0，然后在温度为30 60°C条件下干燥，即得浮石负载羟基氧化锌。
具体实施方式
十五本实施方式中浮石负载羟基氧化锌的制备方法如下一、将经过预处理的粒径为0. 6 0. 8mm的玄武岩质浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L 3. Omol/L的 硝酸锌溶液中浸泡M 48h，得混合液A ；二、将浓度为1. Omol/L 3. Omol/L的氢氧化钠 溶液滴加到混合液A中，边滴加边搅拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B ；三、调节 悬浊液B的pH值为12 14，然后静置沉淀30min，再在温度为30 60°C条件下活化处理 12 Mh，得混合液C ；四、将混合液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液的 PH值为7. 0，然后在温度为30 60°C条件下干燥，即得浮石负载羟基氧化锌。
具体实施方式
十六本实施方式中浮石负载羟基氧化锌的制备方法如下一、将 经过预处理的粒径为0. 6 0. 8mm的玄武岩质浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L 3. 0mol/L的 硫酸锌溶液中浸泡M 48h，得混合液A ；二、将浓度为1. 0mol/L 3. 0mol/L的氢氧化钾 溶液滴加到混合液A中，边滴加边搅拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B ；三、调节 悬浊液B的pH值为12 14，然后静置沉淀30min，再在温度为30 60°C条件下活化处理 12 Mh，得混合液C ；四、将混合液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液的 PH值为7. 0，然后在温度为30 60°C条件下干燥，即得浮石负载羟基氧化锌。
具体实施方式
十七本实施方式中浮石负载羟基氧化锌的制备方法如下一、将 经过预处理的粒径为0. 6 0. 8mm的玄武岩质浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L 3. 0mol/L的 氯化锌溶液中浸泡M 48h，得混合液A ；二、将浓度为1. 0mol/L 3. 0mol/L的氢氧化钙 溶液滴加到混合液A中，边滴加边搅拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B ；三、调节 悬浊液B的pH值为12 14，然后静置沉淀30min，再在温度为30 60°C条件下活化处理 12 Mh，得混合液C ；四、将混合液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液的 PH值为7. 0，然后在温度为30 60°C条件下干燥，即得浮石负载羟基氧化锌。
具体实施方式
十八本实施方式中浮石负载羟基氧化锌的制备方法如下一、将 经过预处理的粒径为0. 6 0. 8mm的玄武岩质浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L 3. 0mol/L的 碳酸锌溶液中浸泡M 48h，得混合液A ；二、将浓度为1. 0mol/L 3. 0mol/L的氢氧化镁 溶液滴加到混合液A中，边滴加边搅拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B ；三、调节 悬浊液B的pH值为12 14，然后静置沉淀30min，再在温度为30 60°C条件下活化处理 12 Mh，得混合液C ；四、将混合液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液的 PH值为7. 0，然后在温度为30 60°C条件下干燥，即得浮石负载羟基氧化锌。
具体实施方式
十九本实施方式中浮石负载羟基氧化锌的制备方法如下一、将 经过预处理的粒径为0. 6 0. 8mm的玄武岩质浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L 3. 0mol/L的 醋酸锌溶液中浸泡M 48h，得混合液A ；二、将浓度为1. 0mol/L 3. 0mol/L的氢氧化镁 溶液滴加到混合液A中，边滴加边搅拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B ；三、调节 悬浊液B的pH值为12 14，然后静置沉淀30min，再在温度为30 60°C条件下活化处理 12 Mh，得混合液C ；四、将混合液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液的 PH值为7. 0，然后在温度为30 60°C条件下干燥，即得浮石负载羟基氧化锌。
具体实施方式
二十本实施方式中浮石负载羟基氧化锌的制备方法如下一、将 IOOg粒径为0. 6mm的玄武岩质浮石颗粒超声清洗2次，每次10分钟，再用去离子水冲洗3 次，然后在60°C的条件下烘干，然后将玄武岩质浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L的醋酸锌溶液 中浸泡Mh，得混合液A ；二、将浓度为1. 0mol/L的氢氧化镁溶液滴加到混合液A中，边滴加 边搅拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B;三、调节悬浊液B的pH值为12，然后静置沉淀30min，再在温度为60°C条件下活化处理Mh，得混合液C ；四、将混合液C过滤后得 固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液的PH值为7. 0，然后在温度为60°C条件下干燥，即
得浮石负载羟基氧化锌。本实施方式分别对水中的具有相同浓度的有机污染物-对氯硝基苯(pCNB)分三 组试验进行去除；第一组为单独投加本实施方式得到的浮石负载羟基氧化锌进行对氯硝基苯去除 试验；第二组为单独投加臭氧(液相臭氧浓度为0. 6mg/L)进行对氯硝基苯去除试验；第三 组为本实施方式得到的浮石负载羟基氧化锌作为催化剂(投加量为0. 5g/L)与臭氧(液相 臭氧浓度约为0. 6mg/L)相结合进行对氯硝基苯(pCNB)去除试验；三组试验条件均为静 态实验，每隔5min取样测定出水中对氯硝基苯的含量。三组对氯硝基苯去除率如图1，从图 1中可以看出本实施方式得到的浮石负载羟基氧化锌作为催化剂的吸附性对目标物去除的 影响较小仅为3%左右，而相同条件下单独臭氧氧化时虽然去除效果有所提高，但是去除率 仍很低仅为55. 7%，但当本实施方式得到的浮石负载羟基氧化锌作为催化剂与臭氧同时加 入到水样中时，可以看出浮石负载羟基氧化锌的加入明显的提高了对氯硝基苯去除(反应 20min，比单独臭氧化去除率提高近40%)能力，并通过试验数据可以看出本实施方式得到 的浮石负载羟基氧化锌(催化剂)催化臭氧氧化去除有机污染物的效果强、活性高。本实施方式得到的浮石负载羟基氧化锌作为催化剂可加入水中后，可以30s内迅 速完全沉降。
权利要求
1.浮石负载羟基氧化锌的制备方法，其特征在于浮石负载羟基氧化锌的制备方法如 下一、将经过预处理的粒径为0. 6 0. 8mm的浮石颗粒在浓度为0. 3mol/L 3. Omol/L 的可溶性锌盐溶液中浸泡M 48h，得混合液A ；二、将浓度为1. Omol/L 3. Omol/L的碱 性溶液滴加到混合液A中，边滴加边搅拌至溶液中不再有沉淀产生为止，得悬浊液B ；三、调 节悬浊液B的pH值为12 14，然后静置沉淀30min，再在温度为30 60°C条件下活化处 理12 Mh，得混合液C ；四、将混合液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤至洗涤液 的PH值为7. 0，然后在温度为30 60°C条件下干燥，即得浮石负载羟基氧化锌；其中步骤 一中所述浮石为玄武岩质浮石或流纹岩质浮石；步骤一中所述可溶性锌盐溶液为硝酸锌溶 液、硫酸锌溶液、氯化锌溶液、碳酸锌溶液或醋酸锌溶液；步骤二中碱性溶液为氨水、氢氧化 钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液或氢氧化镁溶液。
2.根据权利要求1所述浮石负载羟基氧化锌的制备方法，其特征在于步骤一中所述的 预处理是将粒径为0. 6 0. 8mm的浮石颗粒超声清洗2次，每次10分钟，再用去离子水冲 洗3次，然后在60°C的条件下烘干。
3.根据权利要求1所述浮石负载羟基氧化锌的制备方法，其特征在于步骤一中所述的 可溶性锌盐溶液的浓度为2. Omol/L。
4.根据权利要求1或3所述的一种浮石负载羟基氧化锌的制备方法，其特征在于步骤 一中浸泡时间为30 40h。
5.根据权利要求4所述的一种浮石负载羟基氧化锌的制备方法，其特征在于步骤二中 碱性溶液的浓度为1. 0 2. Omol/L。
6.根据权利要求1、3或5所述的一种浮石负载羟基氧化锌的制备方法，其特征在于步 骤二中搅拌速率为100 300r/min。
7.根据权利要求6所述的一种浮石负载羟基氧化锌的制备方法，其特征在于步骤三中 调节悬浊液B的pH为13。
8.根据权利要求1、3、5或7所述的一种浮石负载羟基氧化锌的制备方法，其特征在于 步骤三中温度为35 55°C。
9.根据权利要求8所述的一种浮石负载羟基氧化锌的制备方法，其特征在于步骤三中 活化处理时间为15 20h。
全文摘要
浮石负载羟基氧化锌的制备方法，它涉及一种浮石负载金属羟基氧化物的制备方法。本发明解决了现有羟基氧化锌的存在难以与水分离、容易造成处理后出水的二次污染、沉降性能差的问题。其制备方法如下一、浮石颗粒在可溶性锌盐溶液中浸泡得混合液A；二、将碱性溶液滴加到混合液A中，得悬浊液B；三、调节悬浊液B的pH值，然后静置沉，再活化处理，得混合液C；四、将混合液C过滤后得固相物，将固相物用蒸馏水洗涤、干燥，即得。本发明的浮石负载羟基氧化锌作为催化剂可加入水中后，可以30s内迅速完全沉降，具有耐磨损、不易流失、催化活性高、使用寿命长、反应速度快、水处理效果好、不会带来二次污染的优点。
文档编号B01J23/06GK102059109SQ201010563350
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年11月29日
发明者刘宇, 刘玥, 沈吉敏, 袁磊, 陈忠林 申请人:哈尔滨工业大学